Quantitative trait loci analysis of egg and meat production traits in a red junglefowl X White Leghorn cross Analyse des QTL déterminant les caractères de production d’œufs et de viande d’un croisement entre Red Junglefowl et White Leghorn. France C. Dobler A.-L. Shaffii A. 2006-2007

Présentation du sujet : But de l’étude: Rechercher les loci (QTL) responsables des variations quantitatives des caractéristiques de production de viande et d’œufs via le phénotypage et le génotypage.

Matériel : Animaux: Population de volailles F2 issue d’un croisement entre White Leghorn et Red Junglefowl.

Pourquoi ce croisement ? Matériel : Animaux: Pourquoi ce croisement ? Red junglefowl est une souche sauvage et a donc un génotype plus éloigné de la White Leghorn que les autres souches domestiques. But: maximiser les différences entre les souches.

Matériel : Animaux: Au total : 806 animaux de génération F2 (à partir de 41 F1) répartis en 6 lots d’environ 150 individus.  243 utilisés pour l’analyse de la viande 181 pour l’analyse générale des œufs  175 pour l’analyse organoleptique des oeufs

Matériel : Caractères étudiés: Pour la viande: Poids et couleur du foie. Poids, couleur et pH des muscles du blanc et de la cuisse 24h post-abattage.

Matériel : Caractères étudiés: Pour les œufs: Poids et taille Épaisseur de la coquille Propriétés organoleptiques

Matériel : Précisions : Les volailles sont abattues sur place pour éliminer le facteur stress du au transport qui influence la qualité de la viande (pH, viande PSE, aptitude à retenir l’eau…)

Méthodes : mesure des caractères Pour la viande : Les caractères sont mesurés à l’âge de 200 jours Le foie est disséqué de la carcasse et classé sur une échelle de 1 (normal) à 6 (anormal: trop pâle) en fonction de sa couleur évaluée de façon empirique.

Méthodes : mesure des caractères Pour la viande : Les muscles du blanc et des cuisses sont disséqués et pesés. Le pH est évalué via un pH-mètre portable. La couleur est évaluée via un colorimètre Minolta (mesure de la réflectance de surface modulée par 3 paramètres: la pâleur, la rougeur, l’aspect jaune)

Méthodes : mesure des caractères Pour les œufs : Collectés à 190 jours, évaluation de 1-3 œufs par poule, 1 cote par œuf. Cote organoleptique de 0 (-) à 100 (+++) attribuée par 6 juges entraînés.

Méthodes : mesure des caractères Pour les œufs: 6 appréciations relatives à: L’odeur (de faible à forte) La couleur (pâle à intense) La consistance crémeuse (de sec à crémeux) La stabilité (de coulant à ferme) Le goût (de faible à fort) L’arrière-goût (de faible à fort)

Méthodes : mesure des caractères Pour les œufs: La résistance de la coquille est mesurée via la force requise pour la casser entièrement. (TA-HDI Texture Analyser)

Méthode : Le génotypage Génotypage et cartographie réalisés grâce à 160 marqueurs couvrant 29 autosomes + le chromosome Z, soit une distance de 3356 centiMorgans (cM) au total, répartie en intervalles de 21 cM en moyenne. Carte de liaison génique établie en utilisant la méthode du CRI-MAP

Méthode : L’analyse statistique des données Les données récoltées sont analysées par cartographie à intervalles standards grâce à la méthode de régression par les moindres carrés.

Méthode : L’analyse statistique des données Méthode de l’ « interval mapping »: détermination de la position d’un QTL entre deux marqueurs phénotypiques ou génotypiques et en utilisant la méthode LR (Likelihood Ratio)

Méthode : L’analyse statistique des données Analyse des gonosomes via QXPAK Analyse intra-sexe pour mettre en évidence les différences d’expression des QTL selon les sexes. Tant l’effet « d’additivité » que celui de « additivité + dominance » ont été modélisés. Deux effets fixes sont inclus dans le modèle: l’effet du sexe (sauf pour les œufs) et l’effet du lot (E). (rappel: P=G+E)

Méthode : L’analyse statistique des données Le poids de la carcasse à l’abattage est utilisé comme covariable pour contrôler l’effet des différences de taille des oiseaux (effets NA). Rappel: G=A+NA De même pour le poids des œufs qui est inclus comme covariable dans toutes leurs mesures saufs les organoleptiques ou l’effet de la taille semble nul.

Méthode : L’analyse statistique des données L’effet de l’outbreeding a été testé pour chaque locus QTL grâce à l’option « infinitesimal allele » du programme d’analyse QXPAQ. L’effet du nombre variable d’œufs pondus par animal à été pris en compte grâce à l’option « accuracy ».

Méthode : L’analyse statistique des données Les seuils de signification on été calculés via la statistique F grâce à des tests de permutation. 3 seuils ont été déterminés:  un pour les effets additifs (A),  un pour les effets additifs+dominants (A+D),  un pour l’interaction de sexe (I). (Rappel: G=A+D+I) Minimisation des faux positifs en augmentant le seuil de signification.

Résultats et conclusions Plusieurs locis responsables des caractères quantitatifs (=QTL) tant pour la viande que pour les œufs ont pu être mis en évidence.

Résultats et conclusions Caractère Chromosome Position (cM) Poids du foie 1 87 Couleur du foie 4 225 pH du blanc 7 155 E47W24 18 Épaisseur moyenne de la coquille 5 145 Goût de l’oeuf 8 84 Odeur de l’oeuf E22C19W28 34 Bleu: effet le plus significatif provenant du locus de la White Leghorn Rouge: effet le plus significatif provenant du locus de la Red Junglefowl italique : non précisé

Résultats et conclusions En plus, les analyses séparées pour les 2 sexes ont permis d’identifier des QTL en plus de ceux déjà répertoriés antérieurement.

Couleur du foie (femelle) 4 222 Caractère Chromosome Position (cM) Poids du foie 1 87 8 44 Poids du foie (mâle) Poids du foie (femelle) 12 38 Couleur du foie (femelle) 4 222 pH du blanc (mâle) pH du blanc (femelle) 2 356 Minolta Blanc b (Mâle) 10 34 Bleu: effet le plus significatif provenant du locus de la White Leghorn Rouge: effet le plus significatif provenant du locus de la Red Junglefowl Italique : non précisé

Quels usages feriez-vous des résultats en tant que futur(e) vétérinaire ?

Intérêt de l’étude en sciences vétérinaires: Aboutir à des applications de routine en élevage afin de maximiser la productivité via une optimisation de la sélection: => utilisation des marqueurs géniques correspondant aux QTL les plus économiquement intéressants. => sélection et croisement. On passe d’un sélection phénotypique traditionnelle à une sélection moléculaire (génique) qui permettra peut-être de créer des races ultra-performantes en terme de productivité.

Critiques éventuelles: Une seule étude réellement comparable réalisée par Navarro and al. n’aboutit pas aux mêmes QTL. Des études antérieures affirment la présence de zones clés («hot-spots») concernant les paramètres de production des œufs, mais aucun QTL correspondant n’a pu être mis en évidence par cette étude. Au contraire, les QTL relatifs aux propriétés de ces hot-spots semblent se trouver dans des zones tout à fait différentes du génome.

Critiques éventuelles: Très peu d’analyses ont été menées en général autour des caractères économiques les plus importants. La taille de l’échantillon (nb d’individus mais aussi nb total d’œufs analysés) est faible: certains QTL n’ont dc pas pu être mis en évidence. Utilisation d’une souche sauvage (red junglefowl) empêche les extrapolations aux croisements effectivement réalisés en élevage.

Perspectives: Cette étude est à considérer comme un préliminaire à l’identification génique et à une sélection assistée par des marqueurs de ces gènes impliqués dans les caractères de productivité.

Bibliographie: Wright D. and al (2006) Quantitative trait loci analysis of egg and meat production traits in a red junglefowl X White Leghorn cross. Animal Genetics, 37,529-523. http://www-personal.une.edu.au/~jvanderw/07_Interval_mapping_of_QTL.PDF http://www.stat.sinica.edu.tw/~chkao/Genetics1999.pdf